Một bảng điều khiển ngân hàng tụ điện nên phù hợp với cách thay đổi công suất phản kháng trong hệ thống điện thực tế. một ngân hàng cố định có thể có hiệu quả khi tải cảm ứng ổn định, trong khi một bảng điều khiển APFC tự động có thể thêm hoặc loại bỏ các giai đoạn tụ điện khi nhu cầu thay đổi. lựa chọn giữa chúng do đó là một vấn đề kiểm soát nhiều như một tính toán kvar.
Đối với các nhà máy, tòa nhà thương mại và các thiết bị phụ trợ tiện ích, phương pháp bù sai có thể tạo ra hệ số công suất hàng đầu, chuyển mạch không cần thiết, ứng suất tụ điện hoặc tương tác với tải sản xuất sóng hài. hướng dẫn này so sánh các phương pháp cố định và tự động thông qua các điều kiện vận hành mà các kỹ sư dự án và người mua cần xác minh trước khi chỉ định thiết b.
Bảng điều khiển ngân hàng tụ điện thực sự làm gì?
Một bảng điều khiển ngân hàng tụ điện cung cấp năng lượng phản ứng điện dung cục bộ để một phần của nhu cầu phản ứng cảm ứng không phải đi qua cáp thượng nguồn và máy biến áp.Bộ Năng lượng Hoa Kỳ giải thích mối quan hệ giữa công suất thực, công suất phản kháng và công suất biểu kiến trong nó hướng dẫn điện áp và công suất phản kháng. Dòng điện phản kháng thấp hơn có thể làm giảm dòng điện do các bộ phận của hệ thống phân phối mang theo khi hiệu chỉnh được áp dụng thích hợp.
Để hiệu chỉnh điện áp thấp, IEC 61921:2017 áp dụng cho các ngân hàng tụ điện AC shunt điện áp thấp được sử dụng để hiệu chỉnh hệ số công suất, bao gồm các ngân hàng được trang bị thiết bị đóng cắt và bộ điều khiển kết nối hoặc ngắt kết nối các bộ phận của ngân hàng. các đơn vị tụ điện tự phục hồi cá nhân và ngân hàng được giải quyết bởi IEC 60831-1:2014 trong phạm vi của nó.
Những tiêu chuẩn đó không cho một dự án biết nên chọn phương pháp hiệu chỉnh nào.Quyết định đó bắt đầu với cấu hình tải, hệ số công suất mục tiêu yêu cầu, môi trường hài hòa và triết lý điều khiển.
Sơ lược về khoản bồi thường cố định và tự động
| Điểm quyết định | Ngân hàng tụ điện cố định | Bảng điều khiển APFC tự động | Những gì người mua nên xác minh |
|---|---|---|---|
| Đầu ra phản ứng | Hằng kvar trong khi kết nối | Thay đổi theo giai đoạn chuyển đổi | Biến thể tải và độ phân giải bước yêu cầu |
| Phù hợp nhất | Tải cảm ứng ổn định hoặc chuyển đổi riêng biệt | Xe buýt với sự kết hợp thay đổi của tải | Hồ sơ kvar đo được trong các khoảng thời gian đại diện |
| Điều khiển | Sắp xếp chuyển đổi đơn giản | Bộ điều khiển cộng với công tắc tơ hoặc các thiết bị chuyển mạch được phê duyệt khác | PF mục tiêu, logic chuyển đổi và hành vi phản hồi |
| Rủi ro sửa chữa quá mức | Cao hơn khi tải trọng bù rơi đi | Giảm khi các giai đoạn được loại bỏ một cách chính xác | Tải trọng tối thiểu và giới hạn PF hàng đầu |
| Nhiệm vụ chuyển đổi | Thấp nếu mô hình hoạt động ổn định | Có khả năng thường xuyên | Hoạt động dự kiến, kích thước giai đoạn và nhiệm vụ của thiết bị chuyển mạch |
| Đánh giá hài hòa | Yêu cầu khi tải phi tuyến là đáng kể | Cũng cần thiết; điều khiển tự động không loại bỏ sóng hài | Đánh giá phổ THD, trở kháng hệ thống và cộng hưởng |
Bảng cho thấy lý do tại sao một bảng ngân hàng tụ điện không thể được chọn từ kvar một mình. cùng một tổng công suất tụ điện có thể hành xử rất khác nhau tùy thuộc vào cách nó được chia thành các bước và khi các bước đó được kết nối.
Khi một Ngân hàng Tụ cố định có ý nghĩa
Một bảng điều khiển ngân hàng tụ điện cố định là giá trị xem xét nơi nhu cầu phản ứng có thể dự đoán và gắn chặt với tải cảm ứng ổn định. ví dụ rõ ràng nhất là nhiệm vụ động cơ hoặc máy biến áp mà vẫn không thay đổi đáng kể bất cứ khi nào tụ điện được cấp điện.
Câu hỏi kỹ thuật là liệu bảng ngân hàng tụ điện có thể vẫn phù hợp với tải đó trong suốt chu kỳ hoạt động của nó hay không.Nếu máy bị dừng trong khi tụ điện vẫn được kết nối với bus, hệ thống có thể di chuyển về phía hệ số công suất hàng đầu. khả năng đó nên được giải quyết trong bố trí chuyển mạch và logic hoạt động thay vì để lại cho một nhà điều hành để thông báo sau.
Bồi thường cố định cũng có thể làm giảm độ phức tạp của điều khiển.Không có bộ điều khiển nhiều bước liên tục thêm và loại bỏ kvar.Tuy nhiên, sự đơn giản chỉ giúp khi nhiệm vụ điện thực sự đơn giản.Một ngân hàng kết nối với một xe buýt chung dao động có thể trở thành số tiền bồi thường sai cho phần lớn thời gian trong ngày.
Không sử dụng “Fixed” như một Từ đồng nghĩa với “Always Energized” (Luôn luôn được tiếp thêm sinh lực)”
Một bảng điều khiển ngân hàng tụ điện cố định vẫn có thể được chuyển đổi với tải mà nó dự định bù. trong các tài liệu dự án, xác định điều kiện khóa liên động hoặc chuyển đổi một cách rõ ràng. sự khác biệt quan trọng là đầu ra phản ứng của nó không được điều chế tự động qua nhiều bước để đáp ứng với hệ số công suất bus thay đổi.
Khi bảng điều khiển APFC tự động phù hợp hơn
Một bảng điều khiển ngân hàng tụ điện tự động được thiết kế cho xe buýt nơi bồi thường phản ứng cần thiết thay đổi khi tải bắt đầu và dừng. một bộ điều khiển APFC giám sát một lượng điện, đánh giá yêu cầu năng lượng phản ứng và ra lệnh cho các giai đoạn để kết nối hoặc ngắt kết nối theo logic được cấu hình.
Cách tiếp cận bảng điều khiển ngân hàng tụ điện tự động này phù hợp với các nhà máy sản xuất với dây chuyền sản xuất thay đổi, các tòa nhà thương mại với tải HVAC đi xe đạp và các cài đặt khác mà một giá trị kvar cố định thường xuyên sẽ quá nhiều hoặc quá ít. mục tiêu không phải là theo đuổi mọi biến động nhỏ; đó là để giữ cho hệ thống trong phạm vi hoạt động đã thỏa thuận mà không cần chuyển đổi quá mức.
của Lanshan Tủ bù công suất phản kháng điện áp thấp tự động GGJ là hướng sản phẩm có liên quan cho một bảng điều khiển ngân hàng tụ điện tự động điều khiển. kích thước bước cụ thể của dự án, thiết bị chuyển mạch, chức năng điều khiển và xếp hạng áp dụng vẫn cần phải được xác nhận từ đề xuất được phê duyệt chứ không phải suy ra từ tên sản phẩm-họ sản phẩm.
Kích thước Ngân hàng từ Sức mạnh Phản ứng, Không phải từ Đoán
Đối với tải có công suất thực P, hệ số công suất ban đầu cosφ1 và hệ số công suất mục tiêu cosφ2, mối quan hệ quy hoạch chung là:
Tụ điện yêu cầu kvar ≈ P × (tanφ1 − tanφ2)
Đây là một tính toán bắt đầu, không phải là một đặc điểm kỹ thuật bảng điều khiển cuối cùng.Đối với một bảng điều khiển ngân hàng tụ điện, tải được sử dụng trong công thức phải tương ứng với một điều kiện hoạt động thực tế, và hệ số công suất mục tiêu nên tuân theo các yêu cầu của dự án hoặc tiện ích chứ không phải là một giá trị tùy ý gần với sự thống nhất.
Tính toán minh họa
Giả sử một cơ sở rút ra 800 kW tại 0,78 hệ số công suất và mục tiêu kỹ thuật là 0,95. các tiếp tuyến góc pha là khoảng 0,802 và 0,329, do đó, bồi thường tính toán là khoảng 378 kvar.
Kết quả đó không có nghĩa là người mua nên tự động đặt hàng một ngân hàng cố định 400 kvar.Nếu cơ sở thường xuyên giảm xuống một nửa tải, yêu cầu phản ứng sẽ thay đổi.Bước tiếp theo là so sánh yêu cầu kvar qua các giai đoạn hoạt động đại diện và chọn chiến lược kiểm soát và cấu trúc bước có thể theo những thay đổi đó.
Kích thước bước quan trọng bằng Tổng kvar
Đối với bảng ngân hàng tụ điện tự động, tổng công suất chỉ trả lời một câu hỏi.Kích thước bước xác định mức độ chặt chẽ của hệ thống có thể theo nhu cầu phản ứng thay đổi.Các bước rất lớn có thể khiến hệ số công suất đã hiệu chỉnh di chuyển qua lại trên mục tiêu; các bước rất nhỏ làm tăng số lượng hoạt động chuyển mạch và có thể làm tăng thêm sự phức tạp không cần thiết.
Xem xét một ngân hàng 300 kvar minh họa. sắp xếp 6 × 50 kvar và sắp xếp 25 + 25 + 50 + 50 + 50 + 100 kvar có cùng tổng kvar nhưng độ phân giải và trình tự hoạt động khác nhau. không phải là phổ quát vượt trội. cấu trúc chính xác phụ thuộc vào hồ sơ tải đo được, thuật toán bộ điều khiển và giới hạn chuyển đổi-nhiệm v.
Yêu cầu nhà cung cấp hiển thị trình tự giai đoạn được đề xuất và kết hợp kvar có sẵn kết quả. cũng xác định cách bộ điều khiển tránh kết nối lại nhanh chóng sau khi một giai đoạn bị ngắt kết nối, bởi vì tụ điện yêu cầu các điều kiện phóng điện được chỉ định trước khi tái cấp điện.
Tránh hệ số công suất hàng đầu và hiệu chỉnh quá mức tải nhẹ
Một bảng điều khiển ngân hàng tụ điện cung cấp nhiều kvar điện dung hơn nhu cầu của hệ thống có thể thúc đẩy hệ số công suất dẫn đầu. rủi ro này đặc biệt có liên quan vào ban đêm, trong hoạt động cuối tuần hoặc khi chỉ có một vài dây chuyền sản xuất vẫn còn tràn đầy năng lượng.
Không chỉ xem xét tải trọng đỉnh của nhà máy. bao gồm điều kiện hoạt động đáng tin cậy tối thiểu của nó. nếu một ngân hàng cố định vẫn được kết nối trong thời gian tối thiểu đó, hãy tính toán số dư phản ứng kết quả.Đối với một sự sắp xếp APFC, xác nhận rằng bước kết nối nhỏ nhất có thể được gỡ bỏ và bộ điều khiển có phản ứng thích hợp với các điều kiện hàng đầu.
Nhu cầu phản ứng từ hóa máy biến áp và các tải nền khác có thể vẫn còn khi thiết bị sản xuất tắt, nhưng chúng cần được đo hoặc tính toán thay vì giả định để biện minh cho một ngân hàng được kết nối vĩnh viễn.
Harmonics Có Thể Thay Đổi Thiết Kế Bồi Thường Đúng
Một bảng điều khiển ngân hàng tụ điện tiêu chuẩn cung cấp bù phản ứng; nó không tự động sửa méo dạng sóng được tạo ra bởi tải phi tuyến. ổ đĩa, bộ chỉnh lưu và các thiết bị điện tử công suất khác có thể tiêm dòng điện hài cần đánh giá chất lượng điện riêng biệt.
Xuất bản Nghiên cứu của IEEE về ứng dụng tụ điện mô tả cách tụ điện hệ số công suất có thể tương tác với độ tự cảm của hệ thống và tạo ra sự cộng hưởng gần tần số hài. tương tác đó có thể khuếch đại dòng điện hoặc điện áp hài và góp phần làm quá nhiệt, hoạt động phiền toái hoặc căng thẳng tụ điện khi hệ thống không được đánh giá đúng.
Do đó, cung cấp phổ hài hòa hoặc các phép đo THD đại diện trong đó tải phi tuyến là đáng kể. hỏi kỹ sư xem ngân hàng thông thường có phù hợp hay không, liệu có cần thiết phải tháo lò phản ứng hay không hoặc liệu có cần một giải pháp giảm thiểu hài hòa khác hay không.
Không nhầm lẫn bù phản ứng với lọc hài hòa
Một sự sắp xếp detuned hoặc điều chỉnh thêm các đặc điểm lò phản ứng thay đổi hành vi điện của bảng ngân hàng tụ điện. nó nên được chỉ định từ một nghiên cứu hài hòa, không được thêm vào vì từ ‘ổ đĩa’ xuất hiện trên lịch trình tải. bằng nhau, một bộ điều khiển APFC tự động không làm cho một ngân hàng tụ điện thông thường một bộ lọc hài hòa hoạt động.
Thiết bị chuyển mạch cần phải phù hợp với nhiệm vụ của tụ điện
Chuyển mạch tụ điện khác với chuyển đổi tải điện trở. năng lượng hóa có thể liên quan đến dòng điện thoáng qua cao, và các hoạt động lặp đi lặp lại đặt nhiệm vụ trên contactor hoặc các thiết bị chuyển mạch khác. các thành phần được lựa chọn nên phù hợp với các giai đoạn tụ điện và tần số hoạt động dự định của chúng.
Đối với bảng ngân hàng tụ điện, yêu cầu loại thiết bị chuyển mạch, xếp hạng, trình tự hoạt động dự kiến và bất kỳ sự sắp xếp giới hạn khởi động cần thiết nào. nhà cung cấp cũng nên xác định bảo vệ cho từng giai đoạn và đặc điểm ngắn mạch của cụm lắp ráp hoàn chỉnh.
IEC 61921:2017 cụ thể giải quyết các ngân hàng hiệu chỉnh hệ số công suất điện áp thấp và điều chỉnh các yêu cầu lắp ráp hiện hành với IEC 61439-1 và IEC 61439-2. Các đặc tính riêng lẻ của tụ điện vẫn tuân theo các tiêu chuẩn tụ điện hiện hành.
Thiết kế nhiệt và thông gió vẫn còn quan trọng
Một bảng điều khiển ngân hàng tụ điện chứa các thành phần tản nhiệt: tổn thất tụ điện, tổn thất thiết bị chuyển mạch, công suất bộ điều khiển và bất kỳ lò phản ứng nào có trong thiết kế. Do đó, vỏ bọc phải được đánh giá là một hệ thống nhiệt hoàn chỉnh trong các điều kiện môi trường xung quanh được đề xuất.
Cung cấp nhiệt độ phòng chuyển mạch, độ cao, hạn chế thông gió và bất kỳ nguồn nhiệt nào gần đó. nơi sử dụng lò phản ứng, sự đóng góp của chúng vào nhiệt độ bao vây có thể đáng kể và nên được đưa vào đánh giá thiết k.
Không cho rằng việc mở thêm khe thông gió là một sửa chữa lĩnh vực chấp nhận được. thay đổi bao vây có thể ảnh hưởng đến bảo vệ xâm nhập, xác minh nhiệt độ-tăng và sự sắp xếp được bao phủ bởi bằng chứng của nhà cung cấp.
Đo tín hiệu biến dòng chính xác
Một bảng điều khiển ngân hàng tụ điện tự động phụ thuộc vào cảm biến chính xác.Nếu máy biến dòng được lắp đặt sai điểm, có phân cực sai hoặc không đại diện cho bus dự định, bộ điều khiển có thể đưa ra quyết định chuyển đổi không chính xác ngay cả khi các giai đoạn tụ điện tự khỏe mạnh.
Xác định vị trí CT trên sơ đồ đường đơn và xác định tải và dòng điện tụ điện nào được bao gồm trong phép đo. xác nhận tỷ lệ, phân cực, xếp hạng thứ cấp và kết nối với bộ điều khiển.
Đối với một hệ thống có nhiều incomers hoặc một bộ ghép bus, giải thích từng chế độ hoạt động được phép. một sự sắp xếp cảm biến hoạt động với một incomer có thể không thể hiện chính xác dòng điện sau khi cấu hình bus thay đổi.
Ví dụ: Tại sao một nhà máy cần dàn dựng tự động
Hãy xem xét một nhà máy giả định với ba dây chuyền sản xuất.Trong buổi sáng, cả ba dây chuyền hoạt động và yêu cầu bồi thường tính toán là khoảng 360 kvar.Tại bữa trưa, một dây chuyền dừng lại và yêu cầu giảm xuống khoảng 240 kvar.Trong một ca làm sạch buổi tối, chỉ còn lại tải tiện ích và yêu cầu giảm xuống dưới 100 kvar.
Một bảng điều khiển ngân hàng tụ điện cố định 350 kvar có thể gần với yêu cầu ban ngày nhưng quá mức trong điều kiện buổi tối. một ngân hàng tự động với cấu trúc giai đoạn được lựa chọn thích hợp có thể làm giảm kvar được kết nối khi nhu cầu quy nạp giảm.
Ví dụ này không thiết lập một lịch trình giai đoạn phổ quát.Nó cho thấy lý do tại sao người mua nên cung cấp một hồ sơ tải dựa trên thời gian chứ không phải chỉ có giá trị kW tối đa.Thiết kế cuối cùng cũng phải tính đến sóng hài, hệ số công suất mục tiêu, nhiệm vụ chuyển đổi và các yêu cầu tiện ích.
Người mua nên đưa gì vào RFQ
| Đầu vào RFQ | Tại sao nó quan trọng | Phản hồi của nhà cung cấp đối với yêu cầu |
|---|---|---|
| Điện áp và tần số hệ thống | Xác định nhiệm vụ tụ điện và chuyển mạch | Điện áp định mức, tần số và dung sai áp dụng |
| Hồ sơ tải theo thời gian hoạt động | Cho thấy nhu cầu phản ứng thay đổi như thế nào | Đề xuất chiến lược bồi thường cố định hoặc theo giai đoạn |
| Hệ số công suất hiện tại và mục tiêu | Xác định mục tiêu điều chỉnh | Cơ sở kvar được tính toán và mục tiêu kiểm soát |
| Đo hài hòa hoặc loại tải | Xác định mối quan tâm cộng hưởng và biến dạng | Cần có lò phản ứng hoặc nghiên cứu bổ sung về chất lượng điện |
| Mức độ lỗi và bảo vệ ngược dòng | Nh hưởng đến bảo vệ lắp ráp và chịu được | Sơ đồ bảo vệ và đặc tính ngắn mạch |
| Điều kiện môi trường xung quanh và lắp đặt | Nh hưởng đến nhiệt độ và thiết kế bao vây | Yêu cầu làm mát, giảm nhiệt và bao vây |
| Giám sát và truyền thông | Xác định phạm vi tích hợp | Đo sáng, báo động, tín hiệu bộ điều khiển và giao diện |
Đối với một yêu cầu bảng điều khiển ngân hàng tụ điện dựa trên GGJ, gửi sơ đồ đơn dòng, xếp hạng máy biến áp, dữ liệu tải đo được và tải phi tuyến chính với nhau. điều này mang lại cho Lanshan một cơ sở kỹ thuật để đề xuất tổng kvar, kích thước giai đoạn và chức năng điều khiển.
Nếu dự án cũng bao gồm các thiết bị phân phối chính, hãy phối hợp bảng ngân hàng tụ điện với Lanshan’s dải switchgear điện áp thấp. Tủ bù và tổng đài chính phải sử dụng các giả định nhất quán về mức độ lỗi, cáp và chế độ vận hành.
Cách so sánh các đề xuất cố định và tự động
So sánh mỗi bảng điều khiển ngân hàng tụ điện cung cấp trên các trường hợp hoạt động giống nhau. không chọn một bảng điều khiển tự động chỉ vì nó có nhiều thành phần hơn, và không chọn một ngân hàng cố định chỉ vì nó xuất hiện đơn giản hơn. giải pháp bảng điều khiển ngân hàng tụ điện chính xác là giải pháp có hành vi điều khiển phù hợp với tải.
Đối với mỗi đề xuất bảng điều khiển ngân hàng tụ điện, xem xét tổng kvar, bước nhỏ nhất, trình tự giai đoạn, mục tiêu bộ điều khiển, loại thiết bị chuyển mạch, xếp hạng điện áp tụ điện, sắp xếp xả, bảo vệ và thiết kế nhiệt. nơi các lò phản ứng được đề xuất, ghi lại mục đích và cơ sở thiết kế của chúng.
Sau đó hỏi những gì xảy ra dưới tải tối thiểu, mất tín hiệu CT, mất nguồn điều khiển và một giai đoạn thất bại. những câu hỏi hoạt động này phơi bày những khác biệt quan trọng mà một so sánh công suất một dòng sẽ bỏ l.
Kết luận
Sự lựa chọn giữa bù cố định và bảng ngân hàng tụ điện tự động phụ thuộc vào cách công suất phản kháng thay đổi theo thời gian. tải ổn định có thể hỗ trợ một cách tiếp cận cố định đơn giản; xe buýt biến đổi thường cần điều khiển theo giai đoạn có thể loại bỏ kvar cũng như thêm nó.
Trước khi đặt hàng, hãy xác minh cấu hình tải, hệ số công suất mục tiêu, môi trường hài hòa, cấu trúc bước và bố trí cảm biến. Liên hệ Lanshan Electric với sơ đồ một dòng, dữ liệu máy biến áp và thông tin tải đo được để thảo luận về cấu hình bù công suất phản kháng GGJ cho dự án của bạn.
Câu hỏi thường gặp
Sự khác biệt chính giữa một ngân hàng tụ điện cố định và một bảng điều khiển APFC là gì?
Một ngân hàng cố định cung cấp một kvar xác định bất cứ khi nào nó được kết nối. một bảng APFC chuyển các giai đoạn tụ điện theo điều kiện công suất phản kháng hoặc hệ số công suất đo được, làm cho nó phù hợp hơn với xe buýt có tải thay đổi.
Bảng ngân hàng tụ điện có thể điều chỉnh sóng hài không?
Một bảng ngân hàng tụ điện thông thường điều chỉnh công suất phản kháng nhưng không tự động là bộ lọc hài hòa.Trong các hệ thống có tải phi tuyến đáng kể, thực hiện đánh giá hài hòa và cộng hưởng trước khi quyết định xem có cần lò phản ứng hay phương pháp giảm thiểu khác hay không.
Làm cách nào để tính toán tụ điện kvar cần thiết?
Một công thức quy hoạch phổ biến là Qc = P × (tanφ1 − tanφ2), sử dụng công suất thực và các góc hệ số công suất ban đầu và mục tiêu. kích thước ngân hàng cuối cùng và các giai đoạn nên được kiểm tra dựa trên nhiều điều kiện hoạt động chứ không phải là một giá trị tải cao điểm.
Một ngân hàng tụ điện quá khổ có thể gây ra vấn đề?
Có. kvar điện dung dư thừa có thể sản xuất hệ số công suất hàng đầu, thay đổi điện áp và căng thẳng tụ điện không cần thiết. xem xét điều kiện tải tối thiểu và đảm bảo một bảng điều khiển tự động có thể ngắt kết nối đủ giai đoạn khi nhu cầu phản ứng giảm.
Tôi nên gửi thông tin gì cho cuộc điều tra nội các bồi thường của GGJ?
Cung cấp điện áp hệ thống, kích thước máy biến áp, sơ đồ đơn dòng, hồ sơ tải, hệ số công suất hiện có và mục tiêu, thông tin hài hòa, dữ liệu lỗi và điều kiện cài đặt. bao gồm bất kỳ yêu cầu giám sát hoặc truyền thông nào để cấu hình đề xuất có thể được xem xét như một hệ thống hoàn chỉnh.
